燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)通風(fēng)冷卻系統(tǒng)的數(shù)值計(jì)算及模擬.pdf_第1頁
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1、隨著水電事業(yè)的快速發(fā)展,特別是低水頭水力資源的大力開發(fā),大型燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)得到了迅速的發(fā)展。隨著單機(jī)容量的增大,電機(jī)的電磁負(fù)荷和熱負(fù)荷也隨之提高,其發(fā)熱和冷卻問題的研究顯得日益重要,它將直接影響水輪發(fā)電機(jī)的使用壽命和運(yùn)行可靠性。大型燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī),由于布置以及結(jié)構(gòu)的特殊性和復(fù)雜性,通風(fēng)冷卻困難,加上轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的作用,使得氣體在定、轉(zhuǎn)子之間的流動(dòng)形態(tài)變得非常復(fù)雜,對(duì)它的發(fā)熱和冷卻計(jì)算的研究,將有助于機(jī)組通風(fēng)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行。

2、 燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)的溫度場(chǎng)的分布取決于冷卻介質(zhì)和電磁損耗的分布。為了能夠獲得燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)的溫度分布與通風(fēng)系統(tǒng)的流體流動(dòng)規(guī)律,本文從流體力學(xué)理論出發(fā)對(duì)燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)流體場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算,然后采用耦合傳熱的方式對(duì)定子的流體場(chǎng)和溫度場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算。 通過對(duì)燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)的分析,確定了旋轉(zhuǎn)流體場(chǎng)計(jì)算區(qū)域,采用混合網(wǎng)格對(duì)計(jì)算區(qū)域進(jìn)行離散。結(jié)合冷卻介質(zhì)的特性,給出了流體場(chǎng)計(jì)算的基本假設(shè)和邊界條件。采用有

3、限體積法對(duì)計(jì)算區(qū)域進(jìn)行迭代計(jì)算,以及對(duì)轉(zhuǎn)子不同入口風(fēng)速條件下的流體場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算,最終得到流場(chǎng)的分布。 此外,根據(jù)燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)定子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),確定了定子三維流體場(chǎng)和溫度場(chǎng)的計(jì)算區(qū)域,采用混合網(wǎng)格對(duì)模型進(jìn)行離散',并建立了三維流體場(chǎng)和溫度場(chǎng)耦合傳熱的數(shù)學(xué)模型。通過對(duì)定子冷卻的分析,采用有限體積法對(duì)計(jì)算區(qū)域進(jìn)行求解并得到了的流體場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布,將計(jì)算得到的溫升值與實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較,證明該方法的正確性。在熱源一定的情況下,計(jì)算并分析

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